package com.huhu.sort;

public class HeapSort {
    /*
    * (最大)堆的向下调整算法
    *
    * 注：数组实现的堆中，第N个节点的左孩子的索引值是(2N+1)，右孩子的索引是(2N+2)。
    *     其中，N为数组下标索引值，如数组中第1个数对应的N为0。
    *
    * 参数说明：
    *     a -- 待排序的数组
    *     start -- 被下调节点的起始位置(一般为0，表示从第1个开始)
    *     end   -- 截至范围(一般为数组中最后一个元素的索引)
    */
    public static void maxHeapDown(int[] a, int start, int end) {
        int c = start;            // 当前(current)节点的位置
        int l = 2*c + 1;        // 左(left)孩子的位置
        int tmp = a[c];            // 当前(current)节点的大小

        for (; l <= end; c=l,l=2*l+1) {
            // "l"是左孩子，"l+1"是右孩子
            if ( l < end && a[l] < a[l+1]) {
                l++;        // 左右两孩子中选择较大者，即m_heap[l+1]
            }
            if (tmp >= a[l]) {
                break;        // 调整结束
            }
            else {            // 交换值
                a[c] = a[l];
                a[l]= tmp;
            }
        }
    }

    /*
     * 堆排序(从小到大)
     *
     * 参数说明：
     *     a -- 待排序的数组
     *     n -- 数组的长度
     */
    public static void heapSortAsc(int[] a, int n) {
        int i,tmp;

        // 从(n/2-1) --> 0逐次遍历。遍历之后，得到的数组实际上是一个(最大)二叉堆。
        for (i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) {
            maxHeapDown(a, i, n - 1);
        }
        // 从最后一个元素开始对序列进行调整，不断的缩小调整的范围直到第一个元素
        for (i = n - 1; i > 0; i--) {
            // 交换a[0]和a[i]。交换后，a[i]是a[0...i]中最大的。
            tmp = a[0];
            a[0] = a[i];
            a[i] = tmp;
            // 调整a[0...i-1]，使得a[0...i-1]仍然是一个最大堆。
            // 即，保证a[i-1]是a[0...i-1]中的最大值。
            maxHeapDown(a, 0, i-1);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int i;
        int a[] = {20,30,90,40,70,110,60,10,100,50,80};

        System.out.printf("before sort:");
        for (i=0; i<a.length; i++) {
            System.out.printf("%d ", a[i]);
        }
        System.out.printf("\n");

        heapSortAsc(a, a.length);            // 升序排列

        System.out.printf("after  sort:");
        for (i=0; i<a.length; i++) {
            System.out.printf("%d ", a[i]);
        }
        System.out.printf("\n");
    }
}
